Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей (1987) (1095414), страница 92
Текст из файла (страница 92)
9.43. Отсюда следует, что при /, =! МГц время задержки То 0,16 мкс. Несколько большее время задержки дает полузвено ФНЧ типа т, для которого 1с = и/ю, и выигрыш получается при вт) 1. 2. Акустические линии задержки. Выше отмечалась низкая скорость акустических волн в механической длинной линии (5 10эм/с). Это обстоятельство используют для создания малогабаритных акустических, или ультразвуковых, линий задержки ('УЛЗ).
Возможны конструкции УЛЗ в виде однородного стержня (проволоки) с электромеханическими преобразователями на концах. Чтобы подобная акустическая линия работала в режиме бегутцих волн, отражения на ее концах устраняют с помощью специальных поглотителей с большим затуханием.
В компактных УЛЗ можно получить большое время задержки. Например, при указанной фазовой скорости в стальной проволоке длиной 50 см время задержки равно 100 мкс. Для увеличения компактности проволоку сворачивают в спираль. Возможны также компактные конструкции УЛЗ в виде небольшой пластинки из кварца.
Акустическая волна в пластинке проходит путь от входного к выходному преобразователю, многократно отражаясь от ее граней, как показано на рнс. 9.45. За счет этого увеличиваются длина пути н время задержки. В таких конструкциях УЛЗ возникают трудности с устранением отражений волны на выходе и входе. Частично эти отражения предотвращаются надлежащим согласованием УЛЗ на электрической стороне электромеханических преобразователей.
4 эль ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ Дифференцирование н интегрирование сигналов основано на нспольэоваини свойств (2.6), (2.11) емкостного и индуктивного элементов. Ойычно укаэанные операции осуществлвютси с помощью йа-цепей, воскольку потери в нидуктивио- 442 стм сннгяают нх тохмость в йь-цепях.
Повтому в настоягаем параграфе рассмат- риваются днфференциаторы н интеграторы в виде пассивных и ахтнвных йС- цепей. 1. Пассивные днфференциаторы и интеграторы. В делителе напряжения, изображенном иа рнс. 9.4б, а, при гармонических колебаниях выходное напряжение определяется в соответствии с первой формулой (3.73): 0х = роСЯО ~/(1 + )юС)7). Если в знаменателе этой дроби можно пренебречь вторым слагаемым при некоторой максимальной частоте от .„, то выражение упрощается: .„СЛ«1 т=)7С«1/го..„= т„м/2 ~ Т.м/2, (),ж1 и,.
(9.71) Здесь постоянная времени т сравнивается с временным интервалом Д1 и = Т,„/2, т. е. с минимальным полупериодом гармонических колебаний, в течение которого входное напряжение изменяется от минимума до максимума или наоборот: (9.72) т «Дгмм. В последнем равенстве (9.7!) оператор ро означает операцию дифференцирования гармонических колебаний, поэтому при переходе от гармонических колебаний к произвольным сигналам его следует заменить оператором дифференцирования: бп, итжт —.
Ж (9.73)' Это приближенное равенство справедливо прн соблюдении прежнего условия (9.72), где Д1,„является минимальным интервалом изменения сигнала от некоторого локального минимума до' локального максимума (или наоборот), как показано на рис. 9.46, б: Таким образом, согласно равенству (У.73) ггС-цепь, изображенная на рис. У.46, а, является пассивной дифференцирующей цепью для сигналов, удовлетворяющих условию (9.72). иг а) Рис.
9ят Схема интегрируюгцей ца.це пи и выбор ее параметров Рис. 9яб. Схема дифферепцируюаей ЯС-пепи и выбор ее параметров и, тесе спгтп 1 ! гй лег Л втлг1п у и С иг 'с юо1 пгпх д 1 Лг ЛЗ Аналогично анализируется )7С-цепь, изображенная на рис. 9.47, а.
Прн гармонических колебаниях в соответствии со второй формулой (3.73) находи!4 (/е = Бг/(1+)огСЯ). Это выражение упрощается прн соблюдении другого условия для некоторой минимальной частоты гармонических колебаний: огни„СР »! с~н т = йС >> 1/огана = Тим./2я = А! а„0~ = 0г/1 мт. Поскольку делению.на оператор )ог соответствует интегрирование гармонических колебаний, при переходе к произвольным сигналам отсюда получаем г т» Лги,,„, иа- — )игЖ. ! (9.74) ° о Неравенство здесь получено аналогично неравенству (9.72), а А(ма„определяется для удобства как максимальный временнбй интервал, в течение которого произвольный сигнал изменяется от некоторого локального максимума до локального минимума (нли наоборот), как показано на рис. 9.47, б.
Согласно равенству (9.74) )тС-цепь, йзобраагсенная на рис. 9.47, а,является пассивной интегрируюи(ей г(епыо для сигналов, удовлетворя!оп!их неравенству (У.?4~. Как дифферспцирующая, так н интегрирующая пассивные гтС-цепи обладают двумя яедостатками. Во-первых, точность выполнения в них соответствующих операций получается невысокой, если не соблюдаются неравенства (9.72) и (9.74). Во-вторых, при соблкхдении указанных условкй выходное напряжение В этих схемах сильнО Ослабляется, !<Ик ВиднО из равенств (9.73) и (9.?41, 2. Активные дифференциаторы н'ингу теграторы.
Свойства ИОУ (см. Э 3.5.2) могут быть использованы для дифференцировашгя и инт грирования сигналов. Схемы таких активных дифференцнатора и интегратора показаны соответственно на рис. 9.48, а, б. Они свободны от недоса) татков, присущих пассивным дифференциаторам и интеграторам. Действительно, из формулы (3.165) следует, что при гар- С моьнческих колебаниях для этих схем получаготся практически точные соотношения, определяющие выходное напряжение соответственно в первой и второй схемах: Рис. Эяз. Схемы цифференциатора (а) и интег ратора 16) на онерационном усилителе 444 (/,= — ги„г,=- — )ыСРтиь (ие= —. ТСС)г/Рс= — — Сгггг)ОС)х.
Как и для пассивных схем, переходя к произвольным, сигналам, отсюда получаем ит = — т —. из = — „гккдй бп, ! ( (9.75) А, ( Эти точные равенства аналогичны приближенным равенствам (9.73) и (9.74), причем иа значения постоянной времени не накладывается огоапичепий и виде неравенств (9.72), (9.74). Этим подтверждаются преимущества активных схем дифферен, циатора и интегратора. Однако сказанное не означает, что в этих схемах не существует никаких ограничений. Реальный ОУ имеет хотя и весьма большой (порядка 10в), но конечный коэффициент усиления ро. Если с учетом этого обстоятельства исходить из точного разенстза (3.164), то формулу (3.165) и соответственно равенства (9.75) следует считать достаточно точными при соблюдении следующих условий: (9.76) 'г (( )кп~Мп и, т >> Мпгггг)ке.
Здесь первое неравенство относится к первому равенству (9.75), а второе неравенство — ко второму равенству (9.75). Ограничения ('9.7б) значительно слабее неравенств (9.72), (9.74), чем и определяются реальные преимущества активнокх дифференцируюгцгкх и интегрируюгцих цепей. 4 9.х исРРеитиРУкУЩие Испи Для компенсации (коррекции) искажений, возникающих в линиях и других устройствах связи, применяют специальные корректирующие цепи. При этом частотные и фазовые искажения компенсируют раздельно с помощью соответственно амплмтудных и фазовых корректоров. Возможна совмещенная коррекция обоих видов искажений, которая осуществляется в амплитудно-фазовых корректорах. Их схемы н параметры определяются, в частности, методами синтеза (см.
гл.! 0). Искажения в линиях связи, возникающие за счет изменения с частотой их волнового сопротивления, предотвращают также с помощью корректорон сопротивлений 1. Амплитудные корректоры. Амплитудный корректор (АК) включают между оконечным четырехполюсником с входным сопротивлением Л,„и рабочей цепью 11, как показано на рис.
9.49, а. Если входное сопротивление корректора 7,„, в некотором диапа- 7н 2с эакк сзк 0 Озг игг гв в) й) Рнс 9Л9. Включение амплитудного корректора и корреция рабочего зату- хания пепи зоне частот (еиь отт] равно характеристическому сопротивлению цепи Ле, то их рабочие затухания суммируются, подобно сложению характеристических затуханий (В.71).
При этом подбором параметров корректора можно добиться постоянства рабочего затухания всей цепи (рис. 9.49, б): ат = ар.к + ар.к = соп 51. (9.77) Соблюдение этого условия означает отсутствие частотных искажений по рабочему затухинию. Обычно применяются корректоры, рассчитанные на постоянные активные сопротивления: г.,=г.,„=в.= (9.78) Одним из таких корректоров является Т-образный мостовой четырехполюсник (рис. 9.50, а), параметры которого удовлетворяют условию Х ~ 2 в = )х то. (9.79) Характерной его особенностью является постоянство хирактеристического сопротивления во всем бесконечном диапазоне частот. Действительно, при обозначении на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
